JPS591011B2 - テレビジヨン受像機の同調器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ラジオ周波数同調器に、特に、可変振幅局
部発振器信号を補償するために可変バイアス電圧が与え
られる混合増幅器に関するものである。

スーパヘテロダインーテレビジヨン受像機に於ては、Ｖ
ＨＦ範囲にあるテレビジョン放送チャンネルの選択のた
めに、かなり広い周波数範囲に亘つて局部発振器の同調
が行なわれる。

たとえば、米国では、ＶＨＦ局部発振器は、チャンネル
２での１０１ＭＨ２からチャンネル６のための１２９Ｍ
Ｈ２まで、それから６ＭＨ２刻みで、チャンネル７の２
２１ＭＨ２からチャンネル１３の２５７ＭＨ２まで変化
する。このような同調が行なわれる場合に、局部発振器
から出力される信号の振幅は、たとえば、チャンネル２
での比較的に小さな振幅からチャンネル６での比較的に
大きな振幅まで、一般に変化する。局部発振器の出力信
号振幅が大きく変動すると、混合器の利得がかなり変動
し、信号処理回路の信号対雑音比および／または混変調
性能に好ましくない影響が与えられる。従つて、大振幅
の局部発振器出力について高い利得を示すと共に比較的
小振幅の局部発振器出力にも良好な利得を持つ混合器回
路の出現が望まれている。特に、チャンネル６でのカラ
ーのビード問題の見地から、チャンネル６の動作では混
合器のバイアスと発振器振幅を可成り精密に選ぶこと−
Ｐ（望ましい。この発明では、局部発振器の小振幅出力
と大振幅出力の双方について高い利得を持つ混合器増幅
器が、電圧制御される局部発振器の使用される受像機に
組込まれる。この混合器には、少なくとも第１、第２お
よび第３の電極を持つ電界効果トランジスタが含まれて
いる。この第１の電極には、受像機の受信信号が第１の
装置を通じて与えられる。またこの第１の電極には、電
圧制御される局部発振器からの信号が、第２の装置によ
つて与えられる。第２と第３の電極にはバイアス装置が
結合されていて、このトランジスタを予じめ定められた
動作範囲にセツトしている。局部発振器周波数の制御に
用いられる制御電圧信号は、また結合手段を介して、こ
のトランジスタの第１の電極にも与えられ、局部発振器
出力周波数の関数として変化するバイアス電圧がこのト
ランジヌタに与えられる。次にこの発明を実施したスー
パヘテロダイン受像機を示す第１図について述べる。

ＲＦ増幅器１２は、変調された映像信号を受信するため
に同調される。ＲＦ増幅器１２で処理された信号は、キ
ヤパシタ１４を通じて、混合器増幅器４４に与えられる
。この増幅器４４には、バラクタ（可変容量素子）制御
される局部発振器１６から、キヤパシタ１８を通じて選
択された一定周波数の発振器信号も与えられる。チヤン
ネル選択器２０は、チヤンネル選択直流同調電圧を発生
し、一この電圧を端子１９を通じて発振器１６と混合器
４４とに供給する。発振器１６に与えられた同調電圧は
第１の電圧制御可変キヤパシタンス素子すなわちバラク
タダイオード１０２に与えられる。ベース接地型に接続
されたバイポーラ・トランジヌタ１００を有する発振器
１６の発振周波数が、このバラクタダイオード１０２の
働きによつて制御される。ＲＦ増幅器１２に与えられる
同調電圧はまたバラクタダイオード（図示されてない）
にも与えられて、増幅器１２の周波数応答を制御する。
チヤンネル回調電圧は、複数個のチヤンネル選択スイツ
チ２００と分圧器回路２０２と基準電圧源２０４から成
る装置から得られる〇混合器増幅器４４は、２ゲートＭ
ＯＳトランジスタ１０から成つている。

その第１のゲート電極１は、キヤパシタ１４に接続され
てＲＦ信号を入力し、またキヤパシタ１８を介して発振
器１６の出力部にも接続されている。チヤンネル選択器
２０から端子１９へ供給される直流同調電圧も、抵抗器
２２を介して、この第１のゲート電極１に与えられて、
以上で述べるように、利得制御バイアス電圧となる。バ
イアス電圧源（＋１８Ｖ）と大地との間に接続された抵
抗器２４，２６および２８とから成るバイアス回路が、
トランジスタ１０の第１のゲート電極１と第２のゲート
電極２とに、それぞれ、比較的一定のバイアス電圧を与
える。トランジスタ１０のソース電極は、バイアス抵抗
器３０とＲＦバイパスキヤパシタ３２とのそれぞれに接
続されている。トランジスタ１０のドレン電極は、イン
ダクタ３４とキヤパシタ３６とから成る低域フイルタに
接続されている。低域フイルタ３４，３６から出力され
る信号は抵抗器３８を通じてテレビジヨン信号処理回路
４０に与えられる。この回路４０が、混合器４４から供
給される中間周波数信号を処理して、周知の如く、映像
表示装置４２へ、適切に復調されたビデオ信号を供給す
る。次に上述の回路の動作を説明する。

同調制御端子１９に適当な同調電圧を与えるとテレビジ
ヨンのチヤンネルが選ばれる。この電圧は、たとえば、
チヤンネル２から６（低域のＵＨＦ）について１から２
０ボルトまで、またチヤンネル１３（高域ＵＨＦ）につ
いて９から２６ボルトまでの範囲にあるものである。い
くつかの所望のチヤンネルを受信することができるよう
にするために、視聴者またはサービスマンは各ポテンシ
オメータ２０２を調整して、それぞれに特定の電圧に設
定する。複数個のチヤンネルスイツチ２００のうちの一
つを閉じて、所望の特定チヤンネルを選ぶと、対応する
チヤンネル同調電圧が、ＲＦ増幅器１２と局部発振器１
６と混合器４４とに与えられる。ＲＦ増幅器１２に与え
られた同調電圧は、このＲＦ回路内にある可変キヤパシ
タンス・バラクタダイオード（図示されていない）にバ
イアスを与えて、選（オれたチヤンネルの周波数に増幅
器１２を同調させるのに用いられる。選ばれて受信され
たＲＦ信号が増幅器１２で増幅され、キヤパシタ１４を
通じて、混合器４４のＭＯＳトランジスタ１０の第１の
ゲート電極１に与えられる。端子１９を通じて発振器１
６に与えられた同調電圧は、選ばれたテレビジヨンチヤ
ンネルに適するようにこの発振器の周波数を設定するた
めバラクタダイオード１０２をバイアヌするのに用いら
れる。発振器１６から供給される信号の振幅は、一般に
、周波数の関数として変化する。

たとえば、ＶＨＦ周波数の低い範囲では、ここに示した
購成の発振器出力信号の振幅は、チヤンネル２を選んだ
ときは、０．２ボルトという低い値で、チヤンネル６を
選んだ場合には、０．８ボルトという高い値になる。こ
の発振器信号振幅の大きな変動が、混合器４４の動作時
の変換利得に好ましくない影響を与える。混合器４４か
らの最適変換利得を得るために、発振器１６からの発振
器信号は、トランジスタ１０の導通度を二つの両極端た
とえば飽和とカツトオフの伏態の間に変化させるのに充
分な振幅を持つものであることが望ましい。この動作条
件は、以下で述べるように、混合器に与えられるバイア
スが変換利得特性についてかなり低いものであることを
必要とする。相対的に小さい振幅を持つ発振器信号につ
いて、トランジスタ１０の伝達特性の最大匂配を持つ範
囲で発振器信号が変化するとき、最大の混合器変換利得
が得られる。ＭＯＳトランジスタ（およびその他の混合
器装置）の場合に、最大匂配を持つ範囲は一般に飽和と
カツトオフの丁度中央部には現われない。そこで、相対
的に小さい振幅を持つ信号の動作の場合には、相対的に
大きい振幅を持つ信号についての動作の場合とは異なつ
たバイアスを混合器に与えなければならないことがわか
る。混合器バイアス電圧の決定に用いられる別の要因と
して、チヤンネル６のカラービード効果がある。

一般に、チヤンネル６で強い信号を受けるとカラービー
ドが現われる。これは、チヤンネル６に関連するいくつ
かの周波数のために、混合器のＩＦ増幅器での非直線性
によつて、カラー受像機の色帯域ｌご入る望ましくない
ビード周波数成分が発生されることに原因がある。これ
らのビードを小さくするには、チヤンネル６で主観的に
ビードのない映像が得られるように、混合器の休止（零
入力）バイアス電圧を選ぶことが一般に行なわれる。し
かし、前に指適したように、相対的に小さい振幅を持つ
発振器信号について最大の混合器利得を得るために、発
振器信号の振幅に応じて、混合器バイアス電圧を変える
ことが望ましい。

このバイアス電圧を適当に変えることによつて、発振器
信号振幅に大きい変動があるとしても、比較的大きな変
換利得が、不当な歪みを伴なわないで、混合器に得られ
ることになろう。第２図に、約４ボルトのソース電圧（
ＶＧ２８）に対するゲート電極２についてのトランジス
タ１０の伝達特性曲線２００が示されている。

この伝達特性は、信号混合を行なうための要求に従つて
、固有の非直線性を持つ。ＲＦと局部発振器との両信号
は、比較的に小さいキヤパシタ１４と１８を通じてトラ
ンジスタ１０のゲート電極１に与えることにより、この
トランジスタ１０により混合される。発振器信号とＲＦ
信号との間の振幅比を約１００対１に維持することによ
つて、相対変調成分と信号の歪みとが最小になる。前に
示したように、与えられる発振器信号に対して最大の相
互コンダクタンス（ＧＭ）の変化を生じさせることによ
つて、混合器利得が最大になる。図には、比較的に大き
い局部発振器信号２０２（たとえばチヤンネル６につい
て与えられる）が伝達特性２００と関連づけて例示され
ている。トランジスタ１０のゲート１に与えられるバイ
アス電圧の調整によつて、信号２０２のピーク〜ピーク
間の変化によりトランジスタ１０に最大の導通度変化を
生じさせ、事実上、カツトオフ点を超えてトランジスタ
１０をドライブするまで、トランジスタ１０の導通度に
大きい変動を与えることができる。伝達特性２００と信
号２０２の組合せの場合には、ゲート１とソースとの間
の電圧を約−０．９ボルト（ゲート１と大地との間の電
圧は約４．２ボルトである）に選べば、このような大き
い変動が得られる。曲線２０４で示されるような小振幅
の局部発振器信号についても、最大の利得が得られるよ
うにトランジスタ１０にバイアスを与えることができる
。小振幅発振器信号たとえばチヤンネル２について局部
発振器１６が供給する信号の場合には、トランジスタ１
０の動作点が伝達性曲線２００の最大匂配域にあるよう
にゲート１にバイアスを与えれば、最大の混合器利得が
得られる。曲線２０４で表わされる信号について最大の
混合器利得を得るのに適するゲート１とソース間のバイ
アス電圧は、約−０．５ボルト（ゲート１と大地の間の
電圧は約２．３ボルト）である。従つて、最大の混合器
利得を得るには、局部発振器信号の振幅に伴なつて変化
するバイアス電圧をトランジスタ１０のゲート１に与え
ることが望ましい。発振器１６からの出力信号の振幅は
周波数の増加に伴なつて増加するから、ゲート１にも、
周波数の増加に伴なつて増加するバイアス電圧を供給す
ることが望ましい。バラクタダイオードを用いる同調器
の場合には、局部発振器同調電圧の供給源２０から供給
される同調電圧は周波数の増加に伴なつて高くなる。こ
の同調電圧をトランジスタ１０のゲート１に、適切に与
えることによつて、混合器バイアス電圧は、局部発振器
１６の周波数に従つて適切に変化するようになる。抵抗
器２４，２６および２８から成る分圧器を通じて１８ボ
ルト電圧からゲート１へ与えられるバイアス電圧と上に
述べた同調電圧とを組合わせることによつて、望ましい
結果が得られる。この附加されるバイアス電圧によつて
、混合器４４の休止バイアスレベルが、選択されるチヤ
ンネルとは関係なしに設定される。上に述べたバイアス
抵抗器２４，２６および２８から、バイアス電圧が第２
のゲート電極２にも与えられる。この第２のゲート電極
は、信号に対してＲＦバイパスキヤパシタ２９によつて
実効的に接地されていて、トランジスタ１０をカスコー
ド増幅器として働かせることにより、このトランジスタ
１０の増幅作用を強めている。抵抗器２４は、抵抗器２
６と２８とともに電圧分割回路にあつて定電圧源１８か
らゲーカヘ一定バイアスを与える作用の外に、抵抗器２
２とともに第２の分圧器を購成している。

この第２の分圧器は、同調制御端子１９に現われる可変
同調電圧の分圧を行なう。そこ、で抵抗器２４の両端に
現われる電圧には、バラクタ同調電圧に従つて変化する
成分と、この同調電圧とは関係なく固定された成分とが
含まれている。トランジヌタ１０で混合され増幅された
信号は、キヤパシタ３６とインダクタ３４から成るＲＦ
フイルタ回路を通じて次へ送られる。

このフイルタ回路は、低域フイルタとして働き、局部発
振器信号と受信されたＲＦ信号との差周波数を表わす信
号をテレビジヨン信号処理回路４０へ送る。処理回路４
０は、受信されたＲＦ信号中のビデオ信号を変換して、
映像管４２に与える。以上で説明した回路は、混合器バ
イアス電圧調整のために、また局部発振器信号の広範囲
に亘る振幅について良好な変換利得を得るために、チヤ
ンネル選択のための同調電圧を受入れるように構成され
た混合器回路を示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の同調器が組込まれているスーパハ
テロダイン受像機の構成を示す図、第２図は、低レベル
と高レベルの発振器出力周波数についての第１図の混合
器の代表的な動作特性を示す図である。 １２：ＲＦ増幅器、１６：可変容量素子で制御される局
部発振器、２０：チヤンネル選択器、１９：同調電圧出
力端子、４０：テレビジヨン信号処理回路、４２：映像
表示装置、４４：混合器、２００：チヤンネル選択スイ
ツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可変容量素子によつて電子的に制御され、異なる周
   波数に於てそれぞれ異なる振幅を持つ発振出力信号を生
   ずる局部発振器を備えるものであつて：同調されるべき
   それぞれのチャンネルについて、選択されたチャンネル
   に対応する直流同調電圧を上記発振器に与える装置と；
   上記発振器に接続され、その発振出力信号と受信される
   ラジオ周波数信号とに応じて、中間周波数出力信号を発
   生させる電界効果トランジスタから成る混合器と；前記
   選択されたチャンネルに対応する直流同調電圧の少なく
   とも一部分を上記混合器の電界効果トランジスタの１つ
   の電極に与えて、この混合器が、異なる振幅を持つ発振
   器出力信号のそれぞれに対して適切な変換利得を示すよ
   うに、この混合器の利得を制御する電圧結合回路と；を
   備えるテレビジョン受像機の同調器。